Способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов

(9) 4(51) С 22 В 3/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а ория тельство ССС 23/04, 1981,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР00 ДЕЛАМ ИЭОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Норильский ордена Ленина и дена Трудового Красного Знамени горно-металпургический комбинат им, А.Й,Завенягииа и Государствен ньй проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" (53) 669.053,4(088,8)(56) 1. Технологическая инструкц Надеядинского металлургического завода. Рег. В 0401-3,109-15-77, ИЦМ, Союэникель, Норильск, 1977, с. 127-1372; Авторское свидеФ 83617 б, кл. С 22 В(54) (57) 1. СПОСОБ ОСАМДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последующим флотационным выделением серы и сульфидов во флотоконцентрат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения расхода металлического железа на осаждение, повышения. извлечения серы во флотоконцентрат и качества флотоконцентрата, пульпу при осаждении обрабатывают кислородсодержащим газом концентрацией кислорода 20-50 об.Х, начиная обработку при достижении рН пульпы 2,5-3,3 и заканчивая при З рН 3,8-4,32, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют абгаз автоклавного окислительного вьацелачивания сульфидньос материалов, 1154351Изобретение относится к гидро- металлургии, в частности к способам извлечения тяжелых цветных металлов иэ растворов серосодержащих пульп после окиспительного выщелачивания высокожелезистого полиметал" лического сырья.Известен способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов металлическим железом при повышении 10 рН кислых серосодержащих пульп от автоклавно-окислительного выщелачивания пирротинового сырья с последующим флотационным выделением осажденных сульфидов и оставшейся 15 от осаждения элементарной серы в концентрат Я .Недостатками способа являются большой расход дорогостоящего реагента - металлического железа на И осаждение, составляющий 1,8-2,0 к теоретическому, что связано с сульфидизацией самого реагента, недостаточно высокое извлечение серы во флотоконцентрат, не превьппающее 70 Х, 25 и низкое качество получаемого флотокоицентрата, в котором отношение суммы цветных металлов к железу не превышает 0,55, что удорожает дальнейшую переработку промпродукта. рНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последующим флотационным выделением серы и сульфидов во флотоконцентрат. Этот способ позволяет полно провести осаждение сульфи- щ дов тяжелых цветных металлов с меньшим расходом металлического железа, составляющим 1,07-1,23 к теоретическому, что дает повышение качества флотоконцентрата до соотно-щения в нем суммы цветных металлов к железу 0,85-1,08 и повышение извлечения серы во флотоконцентрат 2 .Недостатком известного способа является высокий расход дорогостоящего реагента - металлического железа, недостаточно высокие извлечение серы во фпотоконцентрат и качество длотоконцентрата.55Цель изобретения - сокращениерасхода металлического железа наосаждение, повышение извлечения се-,ры во флотоконцентрат и качества Флотоконцентрата.оставленная цель достигается тем, что согласно способу осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последующим Флотационным вьделением серы и сульфидов во флотоконцентрат, пульпу при осаждении обрабатывают кислородсодержащим газом концентрацией кислорода 20-50 об.7, начиная обработку при достижении рН пульпы 2,5-3,3 и заканчивая при рН 3,8-4,3.В качестве кислородсодержащего газа используют абгаз автоклавного окислительного выщелачивания сульфидных материалов,Обработка пульпы при осаждении кислородсодержащим газом в указанных условиях препятствует сульфидизации металлического железа, так как свежеобразованные сульфиды железа неустойчивы в присутствии кислорода, но не препятствует образованию более устойчивых, по сравнению с сульфидом железа, сульфидов тяжелых цветных металлов, Зто позволяет снизить общий расход дорогостоящего реагента - металлического железа.П р и м е р 1 по известному способу), Используют пульпу после автоклавно-окислительного выщелачивания пирротинового концентрата следующего состава в жидком, г/л: никель 12,9, медь 2,9, кобальт 0,3 железо общее 12,5, сера общая 30,2 в твердом, 7.: никель 0,44, медь 0,28, кобальт 0,016 железо 42,8, сера общая 22,4, в том числе сера элементарная 18,12. В пульпе Ж:Т=2,0, рН 1,55. Эту пульпу в количестве 0,8 л помещают в лабораторный реактор из титана емкостью 1,2 л. Реактор оборудован системами регулирования температуры, измерения рН. Перемешивание осуществляют импеллерной мешалкой. Осаждение сульфидов тяжелых цветных металлов осуществляоют при 902,5 С в две стадии, На первой стадии в качестве реагента используют технический известняк, расход которого составляет 1,5 г/г суммы тяжелых цветных металлов в растворе пульпы, на вторую, стадию осаждения подают металлизированные желеэорудные окатыши, предварительноизмельченнь 1 е до порошка с содержанием 63,27. металлического железа.Расход осадителя по металлическомужелезу соответствует 1127 к стехиометрическому. Продолжительностьосаждения 1,0 ч, в том числе осажде-.ние известняком (первая стадияосаждения) - 20 мин. После опытав пульпе рН 4,5, а степень выделения цветных металлов из раствора98,57,. Пульпу затем подвергают лабораторной серосульфидной флотациис получением серосульфидного концентрата (целевой продукт) и железогидратных хвостов (отвальный продукт) .По данным химического анализаизвлечение серы элементарной вофлотоконцентрат составляет 75,27 ксодержанию ее в исходной пульпе, а.отношение суммарного содержания тяжелых цветных металлов (никель,медь, кобальт) к содержанию железав концентрат 0,89,25П р и м е р 2. Условия опыта такиеже, как в примере 1. Однако послеподачи на осаждение известняка,когда рН пульпы повысилось до значения 2 7 пульпу начинают обрабаУ 930тывать кислородсодержащим газом,проводя дальнейшее осаждение с одновременным барботированием газа через пульпу, Кроме того, расход металлического железа на осаждениебыл меньше, а именно равный стехиометрическому. Кислородсодержащийгаэ подают избыточным давлением иэгерметичного сосуда в котором приготовлена смесь азота и кислорода.Содержание кислорода в этой газовойсмеси составляет 16,5 об,7, По окончании времени осаждения барботажгаза через пульпу прекращают. Отбирают пробу пульпы для анализа. В пульпе рН 4,4 степень осаждения цветныхметаллов из раствора составляет 95,17;В полученном после осаждения флотоконцентрате отношение суммы тяжелыхцветных металлов к железу 0,92, аизвлечение элементарной серы в концентрат составляет 75,87,П р и м е р 3. Условия опыта такие же, как в примере 2. Отличие только в том, что содержание кисло рода в газовой смеси составляет20,2 Х. После опыта степень осаждения цветных металлов составляет 98,73. В серосульфидном концентрате: извлечение серы 77,67, отношение суммыцветных металлов к железу 0,95,П р и м е р 4, Условия опыта такие же, как в примерах 2 и 3. Отличие в том, .что в качестве кислородсодержащего газа используют сжатыйвоздух, в котором содержание кислорода 21 об.7.П р и м е р 5. Условия опытатакие же, как в примерах 2 и 3. Отличие в том, что содержание кислорода в газовой смеси, подаваемой на обработку пульпы при осаждении,30,6 об,7,П р и м е р 6, Условия опыта такие же, как в примера 2,3 и 5. Отличие только в том, что содержаниекислорода в газе, подаваемом на обработку пульпы, выше и составляет44,9 об,7П р и м е р 7, Условия опыта такие же, как в примерах 2,3,5 и б.Отличие в том, что содержание кислорода в газе, подаваемом на обработIку пульпы при осаждении, еще вышеи составляет 50,3 об.7,П р и м е р 8. Условия опыта такие яе, как в примерах 2,3 и 5-7. Отличие только в том, что содержаниекислорода в газе, подаваемом на обработку, выше и составляет бб,5 об,Х.П р и м е р 9. Условия опыта такие же, как в примерах 2-8. Отличием является то, что в качестве газа на обработку пульпы при осаждении используют технический кислород, содержание кислорода в котором 97,4 об,7. После осаждения и конца обработки пульпы кислородом рН пульпы 3,5. Достигнутая степень осаждения цветных металлов из раствора пульпы составляет 90,47. Извлечение серы в концентрат после фпотации 83,67. Отношение суммы цветных металлов к железу во лотоконцентрате 1,22.П р и м е р 10. Условия опыта такие же, как в примере 4. Отличие в том, что расход известняка на первую стадию осаждения составляет 1,0 г/г суммы цветных металлов в, растворе. После загрузки в пульпу известняка перед началом обработки пульпы кислородсодержащим газом (воздух) значение рН 1,75. После окончания осаждения и обработки пульпы воздухом рН 4,08.П р и м е р 11, Условия опыта такие же, как в йримере 10. Отличие только в там, что расход известняка на осаждение состгавляет 1,2 г/г суммы цветных металлов в растворе пульпы, а значецис рН рабочей среды перед началам абряботки воздухом 2,1.П р и м е р 12, Условия опыта такие же, кяк в примерах 10 и 11, От- личие В том, что расход известняка ня Осяхдение сас 1 с 1 В)1 яе 11 Г/Г с) м мы цветных металлов в растворе, и значение рН пульпы гтеред началом обработки ее воздухом 2,5.П р и м е р 13. УслОВИЯ Опыта такие же, как в примерах 0-12, Отличие только в том, что количество па-. дяннаГО В пульпу ня перВую стядию осаждения известняка составляет 1, г/г суммы цветных металлов в растворе, а значение р Пульпы к моменту начала обработки ее Воздухам 2,95.р и м е р 14, Условия аггытя такие же, кяк В примерах 10-13, Отличием является та, чта количества поданного на первуо стадию бсаждения в пульпу известняка больше и составляет 2,5 г/г суммы цветных металлов в растворе, я достигнутое при этом значение рН пульпы к моменту начала обработки Воздухом составляет 3,3и р и м е р 15, Условия опыта такие же как в примерах 10-)4. Отличие в том, что расход известняка 2,8 г/г суммы цветных металлов В РастВОРЕ ПУЛЬПЫ, И К МОМЕНТУ Нат 1 ЯЛЯ обработки пульпы в процессе осаждения воздухом рБ 3,45.1 р и м е р 16. Условия опыта такие же, как в примерах 10-15. Отличием является та, что расход известняка 3,0 г/г суммы т "тх ме, таллов в растворе пульпы,и нямсьтентч начала обработки пульпы воздухам рН 355 ФтП р и м е р 17. Условия опыта такие же, как в примерах 5 - 7. ОтлиЧИЕ В том т ЧТО ИСПОЛЬЗУЮТ Д)УГУЮ пульпу, которая отличается большими концентрациями цветных металлов и содержит в жидком, г/л; никель 15,3, медь 3,8, кобальт 0,3", железа 14,8 сера общая 34,9," в твердом, 7: никель 0,59, медь 0,37, кобальт 0,01 железо, 44, 1, сера общая 22, 9., В там числе сера элементарная 19,4. Въ пульпе 1;Т=1,5 рН 1,67 Кроме того, в качестве кисларадсодержащего газа, подаваемого ця обработку пульпы в процессе осаждения, испальзутот абгаз т акислительцага выщелачивания пирратицавога ка:1 цецтрата в полупрамышлеццам явтаклаве. Садер)кяцие кислорода в ябгазе составляет 35,2 об.Е. ПОСЛЕ З ЯгРт 73 КИ НЯ ПС) Бт 710 С ТЯДИЮОСЯЖДЕЦИ 51 ИЗВЕС 1 ЦЯКЯ К Мт)МСНТУ НЯЧЯ Ла ОПРЯ татки ЦУЛ 1,ПЬ 1 КИСЛаРаДСаДЕР- жяп 1 И. Ябгаза. рН 2.,85.р и м с р 18. Услсвия опыта такие же, как в примере 17. ОтличиСМ ЯВ.ПЯЕтСя та, Чта тэ КаЧЕСтВЕ раба- ЧЕЙ ИСПОЛЬЗтпвт ДРУГУ)О ПУЛЬПУ ат авТатс)ЯВНОГО 1)ЬШ 1 Е 711)т 11-:ВЯЦИЯ ПИРРатИНО- нагс концентрата, которая содержит МЕ)1 ЬШЕЕ КОЛИт 1 ЕСТВО ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ 11 ета 11 ПОБ в т)ястлт)ре т,сутгмя никеля ьтсдтг. каояльтя составляет 13, 73 г/л),и м е р 9. УслсВия опыта такие жет как В пРимеРе 18. Отличие только в там, 1 та расход металлического железа т:я осяждение меньше и составляет 952 ат стехиометрического,. Достигутая в опыте степеньосаждения из раствора тяжелых цветных металлов составляет 98,6 Е. В полученцом после осаждения серосульд)иттнам канцецтряте отношение суммы цветных металлов к железу 1,21, а извлечение серы элементарной В концентрат 83, ,)7Н р и м е р, 20, Услсвия опыта такие же как в примерах 2-7. От,личке в том, что используют другую ПУЛЫ 1) , К СТСт)ЯЯ С ОДЕРЖИТ В ЖИДКОМУ 1-/л: никель 14.3; медь 3,7," кобальт 0,3 железо 15,2; сера общая 34,7;в твердом, Е: никель 0,56; медь 035; кобальт 0,01 тт,. железо 44,7 сера Общяя 21,8, в там числе сера злемептярняя 17,8", в пульпе Ж:Т=1,5 рН 1,73, Кроме того, содержание кислорода В газе при обработке пульпы составляет 20,0 сб,7, и обработку пульпь: при осаждении кисларсдсодержящим газом начинают при рН 3,22, азагт ацчивятот ттри рН 4 т 3. Дастигцутая степень осаждения цветцых металлов из раствора пульпы в Опыте составляет 98,97. В па 51 учецнам после осаждения серасульфид-, нам коьтцентрате отношение суммы цветных металлов к железу 0,98, а извлечение серы элементарной в конттЕНГря 1 78,6 Е.П р и м е р 21, Условия опыта такие же, как в примере 20. Отличие только в том, что содержание кислорода в газе при обработке пульпы при осаждении составляет 50,0 об.7, Достигнутая степень осаждения цветных металлов из раствора пульпы в опыте составляет 98,7 Х. В полученном йосле осаждения серосульфидном концентрате отношение суммы цветньк металлов к железу 1,19, а извлечение серы 5 злементарной в концентрат 82,13Результаты опытов приведены втаблице.Юф Г хаас. оамэЕяаа хо цх эо ффОч Э а ЭЦй я й а а э Э 3 Ел цап о э э о Ц Эодц ахи оц с. фхтр Х щ о 6 о о в а Э О д 5 о Хсч сч гч Ю со аа аФ б . Ф мо о о о л л лсч сч сч сч с эхЭЮ Ы оцуп ь с х хоэсОамхьь ьа о ЖЦФИ о. о сч счй ф. фщ е. сч СЧ ф .ф а с й Фо о о, о й л л Фчсч сч сч Фй13Нримеры 3-7, 12-14 и 17-19 показывают, что обработка пульпы в процессе осаждения сульйидон тяжелыхцветных металлов кнслородсодержащимгазом по предлагаемому способу позволяет сократить расход дорогостоящего реагента - металлического железа на 10-15 абс,7 при обеспечениистепени осаждения цветных металловне менее 98,67., достигаемой приизвестном способе, Из этих примеровследует, что,наряду с экономией до"рогостоящего реагента, обработкапульпы при осаждении кислородсодержащим Газом позволяет также достигать повышение иа 3,2-8,3 абс,7. извлечения элементарной серы в концентрат и более высокое качествоконцентрата за счет снижения в немдоли еульфидного железа.Как следует из примеров 3-7, указанный эдФект от обработки пульпына осаждении кислородсодержащим газом достигается, если концентрациякислорода в газе составляет 20- 2550 об,%. В случае, если кислорода вгазе меньше 20 об.Х, как в примере2, то из-за малой активности кислородсодержащего газа на осаждениине подавляются паразитные реакции 30сульАидизации железа металлического,приводящие .к перерасходу металлического реагента, и поэтому сокращениепо сравнению с известным способомрасхода металлического железа необеспечивает достаточную степеньосаждения цветных металлов, а составвыделенного после осаждения концентрата мало отличается от концентрата при известном способе (пример 1). 4 вЕсли концентрация кислорода в газебольше 50 об.Х, как в примерах 8 и 9,где кислорода в газе 66,5 и 97,4 Х,то активность кислородсодержащего.газа слишком велика, и подача такого. газа в пульпу при осаждении хотя и позволяет существенно предотвратить сульфидизацию металлическогожелеза и повысить качество концентрата, но вместе с тем приводит к частичному растворению свежеосажденныхсульАидов цветных металлов, из-зачего требуемая конечная степень осаждения полезных металлов не достигается,55Из примеров 12-14 видно, что начинать обработку пульпы при осаждении кислородсодержащим газом це 5лесообразно после подачи в нее необходимого количества известняка, обеспечивающего значение рН пульпы 2,5- 3,3. В случае, когда обработку пульни кислородсодержащпм газом из-за недостаточного количества загруженного и нее известняка начинают при рН, меньшем 2,5, как в примерах 10 и 11, показатели осаждения - извлечение элементарной серы н концентрат и качество концентрата практически не отличаются от этих показателей при известном способе (пример 1). Если из-за избыточного количестваизвестняка, поданного в пульпу, к моменту начала обработки ее кислород- содержащим газом рН выше 3,3 (примеры 15 и 16), то извлечение элементарной серы в концентрат и качество концентрата тоже практически не превышают значений при известном спОсобе.Из примеров 3-7, 12-14 и 17-19 следует, что для получения положительного эффекта обработку пульпы при осаждении кислородсодержащим газом нужно заканчивать прн достижении рН 3,8-4,3, так как при этих значениях рН указанные условия ведения процесса позволяют достигать лучшие но сравнению с известным способом показатели, При рН конца обработки пульпы кислородсодержащнм газом меньше 3,8 (примеры 8 и 9) требуемая степень осаждения цветных металлов не достигается, а при рН окончания обработки больше 4,3 (примеры 2, 15 и 16) извлечение элементарной серы в концентрат н качество концентрата практически такие же, какпри известном способе (пример 1). Из примеров 5, 17 и 19 видно, что обработка при осаждении продукта кислородсодержащим газом в рекомендуемых условиях дает эффект сокращения дорогостоящего реагента - металлического железа, повьпиения извлечения элементарной серы в концентрат и качества концентрата нри работе с пульпами различного состава, а из примеров 17-19 следует, что при использовании в качестве кислородсодержащего газа для обработки при осаждении пульп абгазов от автоклав- . но-окислительиого выщелачивания сульфидного сырья преимущества способа сохраняются.Заказ 2637/25 Тираж 583 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раущская наб д. 4 ИФилиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 Последнее позволяет утилизировать абгазы с целью повышения эффективности непрерывного технологического процесса переработки рудного сырья в целом , так как позволяет использовать абгазы, выбрасываемые до сих пор в атферу е Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить на 10-153расход металлического железа, повысить на 3,2-8,3 Х извлечение серы 5 во флотоконцентрат и его качествопутем повышения в нем доли цветных,металлов по отношению к железу до0,95-1,21.